近日，廈門大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）研究院黃維院士團(tuán)隊(duì)及合作者在提高柔性聚合物發(fā)光二極管應(yīng)變穩(wěn)定性方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“High-Efficiency Intrinsically Thermoplastic Semiconducting Polymer with Excellent Strain-Tolerance Capacity for Flexible Ultra-Deep-Blue Polymer Light-Emitting Diodes”為題發(fā)表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.202411547）期刊上。
研究背景
柔性發(fā)光二極管拓展了光電器件在智能柔性穿戴設(shè)備中的應(yīng)用。然而，大多數(shù)研究仍集中于在塑料基板上制造柔性發(fā)光二極管，以提高器件的柔韌性和可拉伸特性。雖然用于制造器件的聚合物基板是柔性的，但其他功能層（例如電極、發(fā)光層等）也會(huì)因強(qiáng)烈的外部應(yīng)變導(dǎo)致器件失效，這主要是因?yàn)槿嵝园l(fā)光二極管中的大多數(shù)功能層在多種應(yīng)力的綜合作用下容易發(fā)生層內(nèi)斷裂和分離。
研究?jī)?nèi)容
針對(duì)上述問題，黃維院士團(tuán)隊(duì)通過熱塑性功能化策略，利用具有優(yōu)異應(yīng)變能力的可拉伸聚合物半導(dǎo)體作為發(fā)光層，研制了柔性極高的聚合物發(fā)光二極管。本研究采用Suzuki聚合合成了非共軛熱塑性發(fā)光聚合物N2，在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出優(yōu)異的能量耗散能力。基于N2的聚合物發(fā)光二極管表現(xiàn)出穩(wěn)定的深藍(lán)色電致發(fā)光，薄膜拉伸率為50%，EQE保持原始器件的80%。與基于脆性聚合物PODPF所制備的器件相比，此熱塑性薄膜器件即使在數(shù)百次彎曲疲勞循環(huán)后，性能也未明顯退化。本研究證明，非共軛熱塑性薄膜可抑制層內(nèi)拉伸斷裂和壓縮分離，以提高柔性發(fā)光二極管的形變后的性能穩(wěn)定性，展示了該類聚合物在可穿戴器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。
柔性聚合物發(fā)光二極管在彎曲變形過程中的受力分析示意圖及分子和器件結(jié)構(gòu)比較
研究相關(guān)該工作在廈門大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）研究院黃維院士和南京工業(yè)大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）學(xué)院林進(jìn)義教授的共同指導(dǎo)下完成，論文的第一作者為廈門大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）研究院博士生倪銘鍵。這一工作得到了國家自然科學(xué)基金（62288102、22075136、22105099、62105262、62205141），江蘇省基礎(chǔ)研究計(jì)劃（BK20243057）以及廈門市未來產(chǎn)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目（3502Z20231052）等項(xiàng)目的資助。
